DSP研究性學(xué)習(xí)報(bào)告基本概念和技能近代數(shù)字信處理課程研究性學(xué)習(xí)報(bào)告

1、近代數(shù)字信號處理課程研究性學(xué)習(xí)報(bào)告基本概念和技能學(xué)習(xí)報(bào)告【目的】(1) 掌握離散信號和系統(tǒng)時域、頻域和z域分析中的基本方法和概念；(2) 學(xué)會用計(jì)算機(jī)進(jìn)行離散信號和系統(tǒng)時域、頻域和z域分析。(3) 培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。M1-1已知，以抽樣頻率對上述三個信號進(jìn)行抽樣，在同一張圖上畫出，和及其抽樣點(diǎn)，對所得結(jié)果進(jìn)行討論?！绢}目目的】1. 掌握抽樣的基本概念；2. 學(xué)會MATLAB中對信號抽樣的方法?！痉抡娼Y(jié)果】【結(jié)果分析】【仿真程序】t=0:0.0001:0.5;x1=cos(6*pi*t);x2=cos(14*pi*t);x3=cos(26*pi*t);

2、subplot(4,1,1);plot(t,x1,r-,t,x2,g-.,t,x3,b:);f1=x1(1:100:5001);f2=x2(1:100:5001);f3=x3(1:100:5001);subplot(4,1,2);stem(f1,r);subplot(4,1,3);stem(f2,g);subplot(4,1,4);stem(f3,b);M1-2利用MATLAB的filter函數(shù)，求出下列系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)，并判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定。討論本題所獲得的結(jié)果?！绢}目目的】1. 掌握LTI系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)的基本概念、系統(tǒng)穩(wěn)定性與單位脈沖響應(yīng)的關(guān)系；2. 學(xué)會filter函數(shù)的使用方法及用f

3、ilter函數(shù)計(jì)算系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)；3. 體驗(yàn)有限字長對系統(tǒng)特性的影響?！痉抡娼Y(jié)果】極點(diǎn) 0.9430 0.9020極點(diǎn) 1.0000 0.8500【結(jié)果分析】filter函數(shù)應(yīng)用時輸入和輸出的比值來進(jìn)行的， 的極點(diǎn)是0.9430和0.9020，都在單位圓內(nèi)，此系統(tǒng)是穩(wěn)定的。 的極點(diǎn)是1.0000和0.8500，不全在單位圓內(nèi)，此系統(tǒng)不穩(wěn)定。從兩者的單位脈沖響應(yīng)的圖像可看出，雖然兩個系統(tǒng)很相似，但是由于系數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)不一樣，導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很大的差異。由此可以得知，有限字長對系統(tǒng)特性影響很大?！締栴}探究】已知LTI系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)，有哪些計(jì)算系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)方法，比較這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)?！痉?/p>

4、真程序】b1=1 0 0;b2=1 0 0;a1=1 -1.845 0.850586;a2=1 -1.85 0.85;x=zeros(1,10) 1 zeros(1,150);y1=filter(b1,a1,x);subplot(4,1,1);plot(y1);xlabel(第一個);y2=filter(b2,a2,x);subplot(4,1,2);plot(y2);xlabel(第二個);r1,p1,m1=residuez(b1,a1);disp(極點(diǎn));disp(p1);r2,p2,m2=residuez(b2,a2);disp(極點(diǎn));disp(p2);subplot(4,1,3);z

5、plane(b1,a1);xlabel(第三個);subplot(4,1,4);zplane(b2,a2);xlabel(第四個);M1-3(1)利用MATLAB語句x=firls(511,0 0.4 0.404 1,1 1 0 0產(chǎn)生一個長度為512的序列xk，并畫出該序列的幅度頻譜。(2) 已知序列，分別畫出時序列yk的幅度頻譜。解釋所得到的結(jié)果?！绢}目目的】1. 學(xué)會用MATLAB函數(shù)freqz計(jì)算序列頻譜；2. 掌握序列頻譜的基本特性及分析方法。【仿真結(jié)果】【結(jié)果分析】這個，對原函數(shù)做的是向左右兩端的頻移，再取二分之一，求和。就得到了y的頻譜。但是我們在計(jì)算過程中發(fā)現(xiàn)y是和k有關(guān)的函數(shù)

6、，x沒有和k取得關(guān)聯(lián)，這樣就導(dǎo)致x無法和y取得關(guān)聯(lián)?！締栴}探究】有部分的計(jì)算結(jié)果可能與理論分析的結(jié)果不一致，分析出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因，給出解決問題方法并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)?！痉抡娉绦颉?）x=firls(511,0 0.4 0.404 1,1 1 0 0);X = fft(x);w=linspace(0,pi,512);plot(w/pi,abs(X);xlabel(第一個);M1-4已知，當(dāng)，比較的幅度響應(yīng)。從中你能得出什么結(jié)論？ 【題目目的】1. 掌握低通濾波器、高通濾波器、FIR濾波器和IIR濾波器的概念；2. 學(xué)會使用freqz函數(shù)。【仿真結(jié)果】a=0.8【結(jié)果分析】H1是低通濾波器，H2是高通

7、濾波器H3在a=0.8時是高通濾波器 a=-0.8時是低通濾波器【仿真程序】p=-0.8;b1=1 1 0;b2=1-p 0 0;b3=conv(b1,b2);a1=2 0 0;a2=1 -p 0;a3=conv(a1,a2);w=linspace(0,pi,512);h1=freqz(b1,a1,w);h2=freqz(b2,a2,w);h3=freqz(b3,a3,w);subplot(1,3,1);plot(w/pi,abs(h1);xlabel(h1);ylabel(-0.8);subplot(1,3,2);plot(w/pi,abs(h2);xlabel(h2);subplot(1,

8、3,3);plot(w/pi,abs(h3);xlabel(h3);M1-5 畫出下列離散系統(tǒng)的幅度響應(yīng)和相位響應(yīng)，并指出濾波器的類型。（1）（2）【仿真結(jié)果】【結(jié)果分析】第一個是低通濾波器，第二個是低阻濾波器【仿真程序】b1=0.0534 0.0534 0;b2=1 -1.0166 1;b=conv(b1,b2);b3=conv(b,b2);a1=1 -0.683 0;a2=1 -1.446 0.7957;a3=conv(a1,a2);w=linspace(0,pi,512);h3=freqz(b3,a3,w);plot(w/pi,abs(h3);xlabel(1);b1=1 -1 0;b2

9、=conv(b1,b1);b3=conv(b2,b2);a1=1 -1.499 0.8482;a2=1 -1.554 0.6493;a3=conv(a1,a2);w=linspace(0,pi,512);h3=freqz(b3,a3,w);plot(w/pi,abs(h3);xlabel(2);M1-6已知一因果系統(tǒng)的H(z) 為試求出和H(z)具有相同幅度響應(yīng)的最小相位系統(tǒng)Hmin(z)和最大相位系統(tǒng)Hmax(z)。畫出并比較H(z)、Hmin(z) 和Hmax(z)的相位響應(yīng)。【題目目的】1. 掌握全通濾波器的基本特征和特性；2. 學(xué)會計(jì)算具有相同幅度響應(yīng)的最小相位系統(tǒng)Hmin(z)和最大

10、相位系統(tǒng)Hmax(z)。【溫磬提示】在畫系統(tǒng)的相位響應(yīng)時，要把三個系統(tǒng)的相位響應(yīng)畫在一張圖上，比較其解卷繞(unwrap)后的相位特點(diǎn)?！痉抡娼Y(jié)果】b=1 2 0.99;roots(b)ans = -1.1000 -0.9000紅的是h，藍(lán)的是hmin，綠的是hmax【結(jié)果分析】由于無法找到相應(yīng)的全通濾波器，無法求出最小相位系統(tǒng)Hmin(z)和最大相位系統(tǒng)Hmax(z)，如果用分解因式的方式，也不知道怎么分解，這樣會使函數(shù)中斷，應(yīng)用了b=1 2 0.99;roots(b);來求解出了分解的結(jié)果再進(jìn)行了人為的最小相位系統(tǒng)Hmin(z)和最大相位系統(tǒng)Hmax(z)的變換?！痉抡娉绦颉縝=1 2 0.99;a=1 1.55 0.6;w=linspace(0,pi,512);h1=freqz(b,a,w);subplot(3,1,1);plot(w/pi,abs(h1);xlabel(h);ylabel(幅度);b=1 2 0.99;roots(b);b1=0.9 1 0;b2=1 1.1 0;b3=conv(b1,b2);h2=freqz(b3,a,w);subplot(3,1,2);plot(w/pi,abs(h2);xlabel(hmax);ylabe